绪论，第一章 节 金属的结构与结晶 金属学与热处理课件.ppt

绪论 本课程主要学习内容： 使用条件→性能→组织、结构→化学成分 ↑ 加工工艺 ; §0-1 金属材料的性能 一、金属材料的使用性能 使用性能：金属材料在使用时抵抗外界作用的能力。 1、力学性能：如强度、硬度、塑性、韧性等。 2、化学性能：如抗腐蚀、抗氧化等。 3、物理性能：如电磁性能等。 ; 二、金属材料的工艺性能 工艺性能：金属材料适应实际生产工艺要求的能力。 主要包括：铸造性；锻造性；深冲性；冷弯性；切削性；淬透性；焊接性等。 如440MPa的15MnVN钢的焊接性。 九江长江大桥: 跨度216米,始建于1973年12月，1992年公路桥建成通车，; §0-2 影响金属材料性能的因素 一、化学成分 组成金属材料的各种元素的种类及其浓度（一般用重量百分数）。 成分 抗拉强度(MPa) 延伸率 （%） 铝 20-80 32-40 铜 200-240 45-50 纯铁 250-330 25-55;二、加工工艺 铸造、锻造、轧制，特别是热处理工艺，能够改变其组织和结构，使性能发生很大的变化。 三、组织 组织：用肉眼，或借助于各种不同放大倍数的放大镜和显微镜所观察到的金属材料内部的情景。;;;;;;;;; 第一章 金属的结构与结晶; §1-1金属的晶体结构 一、晶体的概念 1、晶体：原子(离子)呈规则排列的物质。 2、晶体结构（结构）：构成晶体的原子在三维空间的具体的排列方式。 3、晶格：表示晶体中原子排列形式的空间格子。 建立：原子简化成点，用假想线连接点。 ;; 4、晶胞：组成晶格的最基本的几何单元。 用晶胞来表示晶体结构，晶胞在空间的重复堆垛就组成了晶格。 晶格常数：晶胞的棱边长度，用a，b，c表示。 轴间夹角：晶胞的棱间夹角，用α，β，γ表示。;;5、空间点阵（点阵）：表示晶体中原子排列规律的空间格架。 空间点阵一共只有14种。 6、简单晶格：空间点阵的一个阵点代表一个原子。 复杂晶格：空间点阵的一个阵点代表一个原子团。;; 二、三种常见的金属晶格 金属键：金属原子失去价电子成为正离子，由高速运动的自由电子与金属正离子的引力使金属结合晶体。 由于金属键的特点，金属晶体大多具有高对称性的紧密排列的趋势，90%以上的金属属于下列三种密排的晶格。; ;(一)体心立方晶格（bcc） 1、晶胞特点：8个原子组成一个立方体，立方体的体中心有一个原子，在体对角线上原子相互接触。 2、晶格常数：a。 （a=b=c，α=β=γ=π/2 ）; ; ; ; ; ;6、八面体晶格间隙：间隙的中心位于立方体的面心，为不对称的扁八面体。 α-Fe(R=1.24A) 上下间隙尺寸： ≈0.38A 水平面间隙尺寸：≈1.57A。 碳的原子尺寸为1.54A。进入间隙时，上下原子要做较大的膨胀。 7、常用金属：α-Fe，Cr，Mo，W，V。;;(二)面心立方晶格（fcc） 1、晶胞特点：8个原子组成一个立方体，立方体的每一面的中心有一个原子，在面对角线上原子相互接触。 2、晶格常数：a。 （a=b=c，α=β=γ=π/2 ）;;;3、原子半径：;;;6、八面体晶格间隙：间隙的中心位于立方体的体心。 γ-Fe：间隙尺寸：≈1.05A； 碳的原子尺寸：1.54A； 间隙周围原子位置稍微改变可容纳碳原子。 7、常用金属：γ-Fe，Ni，Al，Cu，Pb。;;(三)密排六方晶格（hcp） 1、晶胞特点：12个原子组成一个简单六方体，上下两个六方面的中心各有一个原子，而且在两个六方面之间还有三个原子。 2、晶格常数：a（六方面的边长）； c（上下六方面的间距）。;3、原子半径：r=a/2。 4、晶胞的原子数：6个。 5、致密度：0.74。 （理想hcp上下面和中心原子相接触，a/c=1.633） 6、常用金属：Mg，Zn，Be。 ;; 三、晶面及晶向 晶面：晶体中由原子组成的平面。 晶